Steckbare Kontaktanordnung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine steckbare Kontaktanordnung für die Starkstromtechnik. Ausgehend vom Stand der Technik weist ein Kontaktstück (2), das mit einem zweiten, vorzugsweise im Querschnitt kreisrunden Kontaktstück (1) zusammenwirkt. Kontaktfinger (4) auf, die entsprechend der Kontur des ersten Kontaktstückes (1) angeordnet und gemäß der Erfindung gekröpft sind. Dadurch wirkt sich eine Druckbeanspruchung auf die an den Enden der Kontaktfinger (4) vorgesehenenGleit- oder Rollenkontakte (6) als Torsionsbeanspruchung in den Kontaktfingern (4) aus. die ihrerseits einen kreisrunden oder kreisähnlichen Querschnitt aufweisen. Die Kontaktfinger (4) sind ferner nahe der Kröpfstelle (B-B) von einem Spannring (7) umgeben. Die Anordnung zeichnet sich durch geringe bauliche Abmessungen quer zum Leiterzug aus und vermag axiale Versetzungen der beiden Kontaktstücke (1 und 2) gegeneinander zu kompensieren, wodurch Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine steckbare Kontaktanordnung für die Verbindung von Geräten untereinander bzw. von Geräten und Schaltanlagenteilen für die Starkstromtechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Kontaktanordnungen für steckbare elektrische Verbindungen von elektrischen Geräten, Apparaten und/oder Schaltanordnungen, die aus zwei Kontaktstücken bestehen, die axial zueinander verschiebbar sind und mittels Gleitkontakten oder Rollenkontakten miteinander in Eingriff kommen, sind bereits bekannt (DE-A 12 525 082 bzw. DE-B-21 129 213).

[0003] Rollenkontakte haben gegenüber Gleitkontakten den Vorteil, daß sie die zur Relativbewegung der Kontaktstücke notwendigen Kräfte reduzieren. Rollenkontakte sind rotationssymmetrisch gestaltete und drehbar gelagerte leitende Körper; sie sind in verschiedenen geometrischen Formen bekannt, z.B. als Kegelstumpf (DE-B 21 167 940), als Kugel (DE-B 21 205 172), als Kugelkalotte (DE-C 31 003 323), als paarweise auf einer Achse angeordnete Scheiben

[0004] (DE-C 31 040 653) sowie als zylinderförmige Rollen (DE-B 21 216 968).

[0005] Die Kontaktkraft, mit der das eine Kontaktstück auf das andere drückt, wird dabei meist mittels Stahlfedern, die als Spiralfedern oder Blattfedern ausgebildet sind, erzeugt (DE-B 21 167 946; DE-C 31 142 940). Wenn beträchtliche Kontaktkräfte zu übertragen sind, und eine größere Zahl von Rollenkontakten benötigt wird, weisen diese Anordnungen meist ungünstige radiale Abmessungen auf, die den Leiterabstand und damit die Größe der Geräte und Schaltanlagen nachteilig beeinflussen.

[0006] Zur Überwindung dieser Nachteile sind auch schon Steckverbindungen bekannt geworden, bei denen die den elektrischen Strom führenden Teile zugleich auch zur Erzeugung der Kontaktkraft ausgenutzt werden (DE-B 21 145 254). Diese Teile sind fingerartig ausgebildet und als Kontaktfedern aus elektrisch gut leitendem Material, z.B. Kupferlegierungen, hergestellt. Sie tragen an ihrem Ende in Nuten vorgesehene Rollen, die in entsprechenden Nuten im beweglichen Kontakτstück in Eingriff

[0007] kommen. Die auf Biegung beanspruchten Kontaktfedern vermögen aber nur eine undefinierte Kontaktkraft aufzubringen, weil diese in hohem Maße von der Länge des Biegebalkens abhängig ist. Tritt ferner durch Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen bedingt ein Versatz der Achsen des beweglichen Konstaktstücks und des feststehenden Kontaktstücks auf, so führt dies dazu, daß nicht mehr alle Kontaktfinger an der Kontaktgabe beteiligt sind. Diese Anordnung ist für die genannten Zwecke als Steckverbindung auch deshalb ungeeignet, weil sie nur in einem definierten Abstand des beweglichen und des feststehenden Kontaktstücks zueinander zu einer sicheren Kontaktgabe führt.

[0008] Es besteht daher das Bedürfnis nach Steckverbindungen, die günstige radiale Abmessungen aufweisen, große Ströme zu übertragen vermögen und zugleich den Montage- und Betriebsbedingungen gut entsprechen.

[0009] Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die für die Übertragung großer Ströme geeignet ist, anzugeben, die große und gleichmäßig verteilte Kontaktkräfte erzeugt, und zwar unabhängig davon, ob ein radialer Versatz der zu verbindenden Kontaktstücke vorliegt. Die Steckverbindung soll darüber hinaus möglichst auch in der Lage sein, Toleranzen auch in axialer Richtung zwischen den Kontaktstücken auszugleichen.

[0010] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0011] Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung besteht im wesentlichen aus einem im Querschnitt runden, elliptischen oder eckigen, stabartigen ersten Kontaktstück sowie einem zweiten, Kontaktfinger aufweisenden Kontaktstück. Bei diesem zweiten Kontaktstück sind die Kontaktfinger entsprechend der Kontur des ersten Kontaktstücks angeordnet; an dem einen Ende sind die Kontaktfinger in einem Kontaktstückteil befestigt, während sie an ihrem anderen Ende Gleitkontakte oder Rollenkontakte tragen. Beide Kontaktstücke sind relativ zueinander und axial verschiebbar. Durch eine solche Verschiebung können die beiden Kontaktstücke miteinander in Eingriff gebracht bzw. voneinander getrennt werden.

[0012] Die erfindungsgemäße steckbare Kontaktanordnung ist vorzugsweise dort einsetzbar, wo Ströme von mehr als 630 A übertragen werden, und eine Unterbrechung des Leiterzuges, z.B. zur Revision der Anlage oder des elektrischen Geräts, gefordert wird. Die Kontaktanordnung gemäß der Erfindung ist ferner auch vorteilhaft einsetzbar, wo eine sichtbare Trennung eines Stromkreises zur Anzeige des Betriebszustandes gewünscht ist, z.B. als Teil eines elektrischen Trenners oder als Kontaktstrecke zwischen elektrischem Leistungsschalter und Schaltanlage, beispielsweise dort, wo der elektrische Leistungsschalter wenigstens teilweise aus der Anlage herausfahrbar ist.

[0013] Anhand der Zeichnungen wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel des Patentgegenstandes beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine steckbare Kontaktanordnung mit einem Kontaktstück von kreisrundem Querschnitt und mit Rollenkontakten an den Kontaktfingern;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Kontaktstück mit Kontaktfingern gemäß Fig. 1 in der Ebene A - A und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Kontaktstücks von Fig. 1 im Querschnitt in der Ebene B - B.

[0014] Die in Fig. 1 dargestellte Kontaktanordnung umfaßt ein mit kreisrundem Querschnitt ausgeführtes und bewegliches erstes Kontaktstück 1 und ein zweites, feststehendes Kontaktstück 2. Dieses Kontaktstück 2 nimmt in seinem Flansch 3 im Querschnitt kreisrunde und kreisförmig angeordnete Kontaktfinger 4 auf, die oberhalb der Ebene B - B in Tangentialrichtung zu dem Kreis, auf dem sie angeordnet sind, gekröpft sind, wie sich auch aus Fig. 3 ergibt.

[0015] Am Ende der Kontaktfinger 4 sind Rollenführungen 5 befestigt, welche die Kontaktrollen 6 aufnehmen. Wenn das erste, bewegliche Kontaktstück 1 mit dem zweiten, feststehenden Kontaktstück 2 in Eingriff kommt, werden die Kontaktrollen 6 radial nach außen gedrückt. Aufgrund der Kröpfung der Kontaktfinger 4 werden diese im Bereich zwischen der Querschnittsebene B - B und der Einspannung im Flansch 3 auf Torsion beansprucht. Die Federwirkung wird also nicht durch eine Biegekraft, sondern durch eine Torsionskraft erzeugt.

[0016] Im Bereich nahe der Kröpfstelle ist ferner ein kreisringförmiger Spannring 7 vorgesehen. Dieser Spannring gewährleistet, daß auch bei axialem Versatz der beiden Kontaktstücke 1 und 2 alle Kontaktfinger 4 bzw. die ihnen zugeordneten Rollen 6 mit dem Kontaktstück 1 in Kontakt kommen.

[0017] In den Fig. 2 und 3 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszahlen versehen.

[0018] Zur Verdeutlichung sind die Kontaktfinger 4 mit kreisrundem Querschnitt im Bereich der Kröpfstelle in Fig. 3 mit 4' bezeichnet. In diesem Bereich wirken diese Kontaktfinger als Hebel und wandeln die vom Kontaktstück 1 auf die Kontaktrollen 6 ausgeübte Kraft in eine Torsionsbeanspruchung in den Kontaktfingern 4 unterhalb der Kröpfstelle um.

[0019] Die Kontaktfinger 4 können erfindungsgemäß im Bereich der Rollenführungen 5 bzw. oberhalb der Kröpfstelle auch einen anderen, z.B. quadratischen,Querschnitt aufweisen. .Auch im Bereich der Torsionsbeanspruchung ist es möglich, andere, von der Kreisringform abweichende Querschnitte, z.B. elliptische Querschnitte, anzuwenden.

[0020] Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung zeichnet sich durch kleine Abmessungen quer zum Leiterzug aus und besitzt ferner den großen, für die Praxis wichtigen Vorteil, daß durch Fertigungs- oder Montagetoleranzen bedingte axiale Versetzungen der beiden Kontaktstücke 1 und 2 gegeneinander ohne Verluste an Stromtragfähigkeit kompensiert werden.

Ansprüche

1. Steckbare Kontaktanordnung für Starkstrom

- mit einem im Querschnitt runden, elliptischen oder eckigen stabartigen ersten Kontaktstück (1) und

- einem zweiten Kontaktstück (2) mit Kontaktfingern (4), die entsprechend der Kontur des ersten Kontaktstücks (1) angeordnet und an ihrem einen Ende in einem Kontaktstückteil befestigt sind und an ihrem anderen Ende Gleit- oder Rollenkontakte (6) tragen,

- wobei das erste Kontaktstück (1) und das zweite Kontaktstück (2) relativ zueinander axial verschiebbar sind und

- vermittels der Gleit- oder Rollenkontakte (6) miteinander in Eingriff kommen können,

dadurch gekennzeichnet ,
daß die Kontaktfinger (4)

- in Richtung der Kontur des ersten Kontaktstücks (1) gekröpft sind, so daß sich eine Druckbeanspruchung der am Ende der Kontaktfinger (4) angeordneten Gleit- oder Rollenkontakte (6) als Torsionsbeanspruchung in den Kontaktfingern (4) auswirkt,

- kreisrunden oder nahezu kreisrunden Querschnitt aufweisen und

- außerhalb ihres gekröpften Bereichs von einem dem Querschnitt des ersten Kontaktstücks (1) angepaßten Bauelement (7) umschlossen sind.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (7) in der Nähe der Kröpfstelle (Ebene B - B) vorgesehen ist.

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (4) gleichsinnig gekröpft sind.

4. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- das erste Kontaktstück (1) einen kreisrunden Querschnitt aufweist und als bewegliches Kontaktstück ausgestaltet ist,

- die Kontaktfinger (4) des zweiten und feststehenden Kontaktstücks (3) kreisringförmig angeordnet sind,

- die Kontaktfinger (4) tangential zum kreisrunden Querschnitt des ersten Kontaktstücks (1) gekröpft sind, und

- das Bauelement (7) ein kreisförmiger Spannring ist, der unmittelbar unterhalb der Kröpfstelle (B-B) vorgesehen ist.

Zeichnung